地面流水地质.ppt

第7章 地面流水地质作用 第一节 面流的洗刷作用 第二节 洪流的地质作用及泥石流 第三节 河流的地质作用,第一节 面流的洗刷作用 地面流水是指陆地表面流动着的液态水。它们在重力作 用下，沿地表从高处向低处流动。地面流水主要来自大气 降水，其次来自冰雪融水和地下水。,地面流水,暂时性地面流水,长期性地面流水,面流：顺斜坡无固定流道的、面状流动的细小流水 洪流：低洼的沟谷中呈线状流动的暂时性地面流水,河流：具有一定河道的长期性地面流水称河流,面流的洗刷作用洪流的地质作用及泥石流河流的地质作用,第一节 面流的洗刷作用 洗刷作用：面流在斜坡上流动过程中，可冲走细粒物质，并将这些物质带到斜坡下部。面流的水动力微弱，仅能冲 走颗粒较小的粉沙及泥土。可溶性岩石（石灰岩）组成的 山坡还能产生溶蚀作用，形成溶沟、石芽地貌。在山坡下 部，无数细小股流水还具有一定的线状侵蚀能力。坡面在 小股流水冲刷作用下，出现无数小沟。山坡上裸露的土壤 常受到面流的洗刷，产生大量的土壤流失。,第二节 洪流的地质作用及泥石流 洪（流）水特点 洪（流）水发生具有突然性，水量 猛增，水位暴涨，上下游落差突然增大，平时温驯的河流，显出排山倒海之势，也真有雷霆万钧之力。洪水所过，田 庐舍成墟，这时水对地面的破坏作用，表现得非常明显。,第二节 洪流的地质作用及泥石流 冲刷作用：洪流以巨大的机械冲击力猛烈冲刷沟底及沟壁岩石的过程。,洪流的冲刷作用形成的沟谷地称：冲 沟。,第二节 洪流的地质作用及泥石流 洪积扇：洪流携带大量泥沙、石块到沟口，由于坡度减 小，洪流无侧壁约束，水流分散，动能迅速减弱，所搬运的 屑物在沟口大量沉积，形成扇形堆积地貌。,洪积扇,洪积裙,第二节 洪流的地质作用及泥石流 泥石流：是一种由水充分浸润饱和的大量泥、沙、石块 等固体物质沿着冲沟向下流动的特殊洪流。这种洪流突然 爆发，历时短暂，来势凶猛，具有强大破坏力。一、泥石流的一般特征 泥石流是山区特有的一种突发性的地质灾害现象。它常 发生于山区小流域，是一种饱含大量泥沙石块和巨砾的固液,第二节 洪流的地质作用及泥石流,泥 石 流,第二节 洪流的地质作用及泥石流 两相流体，呈粘性层流或稀性紊流等运动状态，是地质，地 貌，水文，气象，植被等自然因素和人文因素综合作用的结 果。泥石流暴发过程中，有时山谷雷鸣，地面震动，有时浓 烟腾空，巨石翻滚；混浊的泥石流沿着陡峻的山涧峡谷冲出 山外，堆积在山口。泥石流含有大量泥沙块石，具有发生突 然，来势凶猛，历时短暂，大范围冲淤，破坏力极强的特点，常给人民生命财产造成巨大损失。,第二节 洪流的地质作用及泥石流 泥石流体是介于液体和固体之间的非均质流体，其流 变质既反映了泥石流的力学性质和运动规律，又影响着泥 石流的力学性质和运动规律。无论是接近水流性质的稀性 泥石流，还是与固体运动相似的粘性泥石流，其运动状态 介于水流的紊流状态和滑坡的块体运动状态之间。泥石流 中含有大量的土体颗粒，具有惊人的输移能力和冲淤速度。挟沙水流几年，甚至几十年才能完成的物质输移过程，泥,第二节 洪流的地质作用及泥石流 石流可以在几小时，甚至几分钟内完成。由此可见，泥石流是 山区塑造地貌最强烈的外营力之一，又是一种严重的突发性地 质灾害。根据泥石流发育区的地貌特征，一般可划分出泥石流的 形成区，流通区和堆积区。泥石流形成区位于流域的上游沟 谷斜坡段，山坡坡度3060，是泥石流松散固体物质和 水源的供给区。泥石流流通区位于沟谷的中下游，一般地形 较顺直，沟槽坡大，沟床纵坡降通常在1.54.0。,第二节 洪流的地质作用及泥石流 泥石流堆积区是泥石流固体物质停积的场所，位于冲沟 的下游或沟口处，堆积体多呈扇形，锥形或带形。二、泥石流的形成条件 泥石流现象几乎在世界上所有的山区都有可能发生，尤 以新构造运动时期隆起的山系最为活跃，遍及全球50多个国 家。中国是一个多山的国家，山地面积广阔，又多处于季风 气候区，加之新构造运动强烈，断裂构造发育，地形复杂，,第二节 洪流的地质作用及泥石流 从而成为世界上泥石流最发育，分布最广，数量最多，危 害最重的国家之一。泥石流的形成条件概括起来主要表现为三个方面：地表 大量的松散固体物质，充足的水源条件和特定的地貌条件。1、物源条件 泥石流形成的物源条件系指物源区土石体的分布，类型，结构，性状，储备方量和补给的方式，距离，速度等。而土,第二节 洪流的地质作用及泥石流 石体的来源又决定于地层岩性，风化作用和气候条件等因素。2、水源条件 水不仅是泥石流的组成部分，也是松散固体物质的搬运物 质。形成泥石流的水源条件主要有：大气降水，冰雪融水，水 库溃决水，地表水等。中国泥石流的水源主要由暴雨形成，由 于降雨过程及降雨量的差异，形成明显的区域性和地带性差异。如北方雨量小，泥石流暴发数量也少，南方雨量大，泥石流 较为发育。,第二节 洪流的地质作用及泥石流 3、地形地貌条件 地形地貌对泥石流的发生，发展主要有两方面的作用：（1）通过沟床地势条件为泥石流提供势能，赋予泥石流 一定的侵蚀，搬运，和堆积作用。（2）在坡地或沟槽的一定演变阶段内，提供足够数量的 水体和土石体。三、泥石流的危害 1、灾害性泥石流的主要特征,第二节 洪流的地质作用及泥石流,泥石流的危害,第二节 洪流的地质作用及泥石流 灾害性泥石流是指造成较严重经济损失和人员伤亡的泥石流，其主要特征表现为：暴发突然，来势凶猛，冲击强烈，冲淤 变幅大，沟道摆动速度和幅度大等几个方面。（1）暴发突然 灾害性泥石流往往暴发突然，从强降雨过 程开始到泥石流暴发的间隔时间仅十几分钟到几十分钟。因 此，对于低频泥石流的发生难以预测，预报。如成昆铁路沿 线的盐井沟泥石流和利子依达沟泥石流暴发前分别有几十年 没有 发生泥石流灾害了，但在的暴雨的激发下，突然暴发,第二节 洪流的地质作用及泥石流,泥石流的危害,第二节 洪流的地质作用及泥石流 泥石流，分别使上百人丧生，酿成惨重灾祸。（2）来势凶猛 泥石流来势凶猛系指泥石流的规模大，流速快和龙头高。与同频率的挟沙洪水相比较，同一条沟内 的粘性泥石流的流量，流速，和泥深均大50，有的达数倍，数十倍。（3）冲击力强 泥石流的容量可达2.3t/,粘性泥石流 可挟带巨大的石块快速运动，故流体的整体冲击力和大石块 的撞击力均十分可观。成昆铁路利子依达沟铁路桥和东川铁,第二节 洪流的地质作用及泥石流 路支线达德沟铁路桥均被泥石流的强大冲击力所毁坏。（4）冲淤变幅大 泥石流的冲淤变幅大，是挟沙水流 所无法比拟的。东川蒋家沟的一次泥石流在局部冲刷深度 达16 m,淤积厚度达6m以上。1976年5月14日四川喜德汉罗 沟泥石流在中游段沟床刷深度达35m,在下游普遍淤高1 2m，形成一片枯海。泥石流的强烈冲淤可使桥涵遭受严重 破坏，大片农田沦为沙砾滩，整个村庄变成废墟。,第二节 洪流的地质作用及泥石流（5）主流摆动速度快，幅度大 泥石流不仅冲淤变幅大，速度快，主流线左右摆动的速度和幅度也很大。稀性泥石流 的这一特征更为明显，相对而言，粘性泥石流的主沟槽摆动 频次较少，可是一旦发生，其幅度颇大。如云南盈江浑水沟 主槽曾在1974年发生一次摆动，最大幅度达280m。,第三节 河流的地质作用河流的空间形态,河流在纵向的特征,第三节 河流的地质作用河流的空间形态,河流在横向的特征（河谷要素）,河谷 河流侵蚀出的槽形凹地。谷底 河谷底部较平坦的部分。河床 河水占据的沟槽。谷坡 谷底至分水岭的斜坡。阶地 谷坡上的阶梯状平台。,第三节 河流的地质作用 河流的侵蚀作用 河流在从高处向低处流动过程中，以 自身的化学动力(溶解力)和机械动力(水力)，并以携带的泥沙 和砾石作工具，不断地破坏河床的过程。按侵蚀作用 的方向分为两种类型：河流的下蚀作用：河水对河床底部岩石破 坏，使河谷加 深的过程。河流的侧蚀作用：河水对河床岩石破坏，使河谷拓宽的过程。,第三节 河流的地质作用河流的下蚀作用,下蚀作用的过程,第三节 河流的地质作用河流的下蚀作用,虎跳峡,三 峡,下蚀作用的结果峡谷地貌,第三节 河流的地质作用,凸岸沉积,河水对河岸的侵蚀,第三节 河流的地质作用,凸岸沉积,凹岸侵蚀,河流的侧蚀作用 由于河水惯性离心力的作用，使河水冲向弯曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蚀。而凸岸水流减缓，在凸岸河水携带的泥沙就会沉积，河床不断加宽，河曲的曲度变大，形成蛇曲河。蛇曲河最后会裁弯取直。废弃的弯曲河道称为牛轭湖,第三节 河流的地质作用,河流的侧蚀作用 由于河水惯性离心力的作用，使河水冲向弯曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蚀。而凸岸水流减缓，在凸岸河水携带的泥沙就会沉积，河床不断加宽，河曲的曲度变大，形成蛇曲河。蛇曲河最后会裁弯取直。废弃的弯曲河道称为牛轭湖,第三节 河流的地质作用,河流的侧蚀作用 由于河水惯性离心力的作用，使河水冲向弯曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蚀。而凸岸水流减缓，在凸岸河水携带的泥沙就会沉积，河床不断加宽，河曲的曲度变大，形成蛇曲河。蛇曲河最后会裁弯取直。废弃的弯曲河道称为牛轭湖,第三节 河流的地质作用,河流的侧蚀作用 由于河水惯性离心力的作用，使河水冲向弯曲河床的凹岸，造成凹岸被侵蚀。而凸岸水流减缓，在凸岸河水携带的泥沙就会沉积，河床不断加宽，河曲的曲度变大，形成蛇曲河。蛇曲河最后会裁弯取直。废弃的弯曲河道称为牛轭湖,牛轭湖的形成过程,第三节 河流的地质作用 下蚀作用与侧蚀 作用的关系,时间上河流发育的早期以下蚀作用为主，随着坡度减小，逐渐转为以侧蚀作用为主。空间上河流的上游以下蚀作用为主，河流的下游以侧蚀作用为主。,第三节 河流的地质作用河流的沉积作用 河流搬运物从河水中沉积下来的过程称河流沉积作用。河流沉积作用的主要方式是机械沉积作用。引起河流机械沉积作用主要原因是河水流速的降低，导致机械动能的减小，使河流的搬运能力降低而发生沉积。根据沉积的部位分为：,山口沉积作用,谷底沉积作用,河口沉积作用,山口沉积作用谷底沉积作用河口沉积作用,第三节 河流的地质作用 河流的沉积作用,第三节 河流的地质作用河流的沉积作用,山口沉积作用,山口沉积作用,山口沉积作用,山口沉积作用 来自山区的河流，携带着大量机械搬运物到山口开阔的平地上，由于河床坡降明显减小，水流又无地形约束而散开，河水动力突然大大减小，机械搬运能力迅速降低，搬运物就会山口沉积下来。山口沉积物常形成扇状地貌：冲积扇。,河漫滩沉积,边 滩 地 貌,心 滩 地 貌,河流的沉积作用 谷底沉积作用谷底包括两部分。一部分是被河水所覆盖的河床，在河床上产生的沉积作用称河床沉积；另一部分是平水位时谷底未被河水所淹没的平坦地形河漫滩。,第三节 河流的地质作用,第三节 河流的地质作用 河流的沉积作用 河口沉积作用 河口是河流最主要的沉积场所。当河流入 湖泊、海洋时受湖水或海水的顶托，流速迅速减小，使河水搬 运能力减弱甚至消失，大量机械搬运物质在河口沉积下来。另 一方面由于湖水、海水中富含有电解质，当河流中以胶体搬运 的溶运物与湖水、海水相混合后，海水中的电解质破坏了胶体 的稳定性，致使胶体凝聚，而沉积在河口。,第三节 河流的地质作用 河流的沉积作用 在河流流入湖 泊或海洋的地方，河流沉积物常形成 锥形的沉积地貌（其外形象三角形）称为三角洲。,第三节 河流的地质作用河流沉积物（冲积物）的特征以机械碎屑为主 砾石的磨圆好发育二元结构常发育层理沉积物分选性好从上游到下游沉积物逐渐变细 上 游,下 游,第三节 河流的地质作用 河流侵蚀作用与地壳运动的关系 河谷阶地的形成过程 阶地 谷坡上的阶梯状平台。河谷阶地的形成过程：地壳相对稳定，下蚀作用逐渐减弱，侧蚀作用增强，发育较宽的河漫滩，形成宽阔的谷底。地壳上 升，河流纵比降增加，下蚀作用增强，河床下降，原来宽阔的 谷底相对升高，最终高于一般洪水期水面，从而在河谷两侧形 成平坦的台地。,第三节 河流的地质作用 河流侵蚀作用与地壳运动的关系 河谷阶地的形成过程,小 结地面流水地质作用形成的地貌1.侵蚀作用作用形成的地貌,冲刷作用形成的沟谷地貌冲沟。,小 结地面流水地质作用形成的地貌 1.侵蚀作用作用形成的地貌,冲刷作用形成的沟谷地貌冲沟。,小 结地面流水地质作用形成的地貌 1.侵蚀作用作用形成的地貌,虎跳峡,三峡,下蚀作用的结果峡谷地貌,小 结地面流水地质作用形成的地貌 1.侵蚀作用作用形成的地貌,差异下蚀作用的结果 瀑布,小 结地面流水地质作用形成的地貌 1.侵蚀作用作用形成的地貌,侧蚀作用的结果 曲流河,小 结地面流水地质作用形成的地貌 1.侵蚀作用作用形成的地貌,侧蚀作用的结果 曲流河,小 结地面流水地质作用形成的地貌2.沉积作用作用形成的地貌,洪积扇,洪积裙,洪水沉积作用的结果洪积扇（裙）,小 结地面流水地质作用形成的地貌2.沉积作用作用形成的地貌,心滩地貌,边滩地貌,河漫滩沉积,谷底沉积作用的结果河漫滩。,小 结地面流水地质作用形成的地貌2.沉积作用作用形成的地貌,河口沉积作用的结果 三角洲,谢 谢 大 家！,